Desarrollo de Botanas con Características Funcionales Empleando Nopal y Cebada como Fuente de Fibra. Bautista Justo Ma*, Ana Lilia Flores Padillab, Camarena-Aguilar E.A ., Alanís Guzmán M.Gc1, Barboza Corona J.E.b y Da Mota Zanella V.Mb b

ab

División de Ciencias de la Vida. Universidad de Guanajuato. Km 9 de la Carretera Irapuato-Silao, Irapuato, Gto. CP. 36500 c1 Universidad Autónoma de Nuevo León. *[email protected]

RESUMEN Las botanas son productos de alto consumo en México, y se ingieren principalmente entre comidas; sin embargo, su limitante es que son ricas en sal y grasa, y prácticamente no contienen nutrimentos, por lo que no se pueden consumir libremente. Por esta razón en este trabajo se desarrollaron 5 fórmulas de botanas “palitos de pan” ricos en fibra y bajos en grasa. El nopal, la cebada y la chía fueron los principales ingredientes como fuente de fibra y otros nutrimentos. Los productos se evaluaron sensorialmente y se analizaron químicamente. Los principales resultados revelaron contenidos de proteína entre el 13.58 a 18.18% fibra dietética de 3 a 11.94% y un contenido energético de 310 a 346 kcal/100g contra 340 kcal y de 8 a 13 g/100 de proteína, que contienen los productos comerciales. Se concluye que los “palitos” podrían ser recomendados para su venta en cooperativas escolares, por su alto contenido de proteínas y fibra dietética y bajo concentración de grasa. Palabras clave: botanas, palitos de pan, nopal, cebada. ABSTRACT In Mexico, snacks are very popular, people eat them between meals; nevertheless they are rich in energy and low in nutrients, so they can´t be eaten freely. In this work five “sticks bread” formulations low fat and rich in protein and fiber were developed; using barley, cactus: Opuntia amyclaea Tenore and chia, as a source of fiber and other nutrients. Sensory evaluation and chemical analysis were done. Results revealed protein content between 13.58 to 18.18 %, total dietetic fiber from 3 to 11.94% and only 51-97 kcal/100g. Commercial sticks contains from 8-13 g/100g of protein and 340 kcal average. Due to its high protein and fiber content and low fat this sticks could be sell in primary schools stores. Key words: Snacks, bread sticks, barley, Opuntia amyclaea (nopal)

INTRODUCCIÓN Actualmente en México, se han incrementado las enfermedades cardiovasculares causadas por una mala nutrición y especialmente por el cambio en hábitos alimentarios, ahora se consumen más alimentos con alta densidad energética elaborados con harinas refinadas y grasas; asimismo se consumen bebidas ricas en azúcares libres, lo que ha ocasionado un grave problema de obesidad tanto en niños como en adultos. Es importante por esta razón desarrollar golosinas que tengan un buen sabor, con alto valor nutritivo y bajas en grasas. Las botanas son alimentos que proveen alto valor energético, pero que suministran cantidades insignificantes de otros nutrimentos (Gatenby, 1997). También pueden definirse como alimentos ligeros que se consumen entre comidas (Lusas, 2002).Actualmente, el uso de los cereales es un medio para proveer de energía y otros nutrimentos esenciales en la dieta del humano; además pueden ser procesados para obtener botanas saludables, los más usados son: avena, trigo, maíz, arroz y cebada (Banner y col., 1997). Aunque la harina de maíz es utilizada en mayores cantidades

por la industria. Los productos pueden ser expadidos por horneo o freído, sin usar aparatos complejos de extrusión por presión (Matz, 1976). También existen botanas que no requieren del freído como los palitos de pan, y que comercializan las principales empresas de panadería industrial como un aperitivo sano para consumir entre horas tienen en realidad una larga historia (Todo cuisine 2009). Son originales de Italia y conocidos desde antaño como “grisines”; son una especialidad de pan típica italiana que hoy en día podemos encontrar con facilidad en cualquier supermercado. La textura crujiente de estos palitos es idónea para combinar con multitud de salsas obteniendo deliciosos aperitivos, aunque también pueden formar parte de los desayunos, meriendas y como sustituto del pan en las principales comidas. Su forma suele ser alargada, pero podemos encontrar otros más originales en forma retorcida. En muchas ocasiones se consume como aperitivo previo al resto de las comidas, por ser son tan fáciles de comer. Además, se suelen acompañar de salsas en las que se untan los "grisines", por lo que las calorías del menú van aumentando. Hay que tener en cuenta que el valor calórico es notable, a expensas de los hidratos de carbono (72 g por 100 g de producto), dado que el ingrediente principal que se utiliza en su elaboración es la harina. Como promedio, su valor calórico ronda las 340 kcal por 100 g, y será mayor dependiendo de los ingredientes que se utilicen en su elaboración. La receta clásica aporta poca cantidad de grasa (menos de 0.5 g por 100g de producto) ya que la harina es pobre en este nutrimento. No obstante, si se incluye por ejemplo aceite de oliva, mantequilla o margarina, el valor calórico y el contenido en grasa podría ser superior. Así mismo, la cantidad de fibra también aumentará si se emplea harina integral (Consumer 2003). Generalidades del nopal Es una planta versátil con la que se elaboran diversos platillos y productos. Como alimento humano se utilizan varias especies de nopales, una de ellas Opuntia amyclaea Tenore: es una de las especies más usada en la alimentación; de tuna blanca, de la cual se utilizan las pencas (oblongas, elípticas, etc.), pero principalmente los frutos conocidos como tunas blancas. Esta especie es cultivada y procede principalmente del estado de Hidalgo y del fondo de la cuenca de México, de los campos de San Martín de las pirámides. Características nutricias del nopal El contenido de agua en el nopal alcanza valores de 90%. La cantidad de minerales que se localizan formando parte de los órganos y tejidos del nopal son el calcio, potasio, así como magnesio, sílice, sodio y pequeñas cantidades de hierro, aluminio y manganeso, predominando en forma de fosfatos. El nopal posee una cantidad mayor de proteína y fibra si se compara con la tuna que es más rica en otros hidratos de carbono y vitamina C. En algunos estudios realizados en la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas del Instituto Politécnico Nacional se han identificado alcaloides, flavonoides, taninos y saponinas en el nopal (Torres et al., 2001). El contenido de fibra es una de las principales características del nopal. La concentración de polisacáridos o fibra insoluble fluctúa ampliamente entre las 13 variantes de Opuntia spp. Identificadas. El contenido informado de pectina varía entre 5.3 y 14.2 % mientras que el mucílago, la hemicelulosa total y la celulosa fluctúan entre 3.8 y 8.6 %; 5.2 y 13.8%; y 3.5 y 13.2 % respectivamente. La cocción modifica la proporción de polisacáridos e incrementa significativamente el contenido relativo de pectina cruda y total, hemicelulosa total y celulosa en algunas variantes. Este incremento aparente es el resultado de la pérdida, al medio de cocción, de diversos componentes solubles, de aquí que resulte más digerible el consumo de nopal cocido que crudo (Frati-Munari, 1983). El contenido de Ca en el nopal es muy importante, se evaluó la biodisponibilidad del Ca en ratas alimentadas con nopal en diferentes etapas de maduración, a fin de detectar la etapa de desarrollo de la penca en donde la absorción del Ca sea mayor. Las ratas alimentadas con pencas de nopal de 200 g presentaron fémures más largos, duros y con mayor calidad cristalina que los

correspondientes a las ratas alimentadas con pencas de 60 g. La biodisponibilidad del Ca en las pencas de 200 g fue mayor con relación al Ca presente en las pencas de 60 g. Los datos sugieren que el nopal es una excelente fuente de calcio en la dieta (Rojas y col., 2006). El nopal se ha usado en la dieta como un control para las personas diabéticas, debido a que por su alto contenido de polisacáridos, retrasa la absorción de azúcares hacia la sangre y tiene un índice glucémico de 7, por esta razón es muy recomendable incluirlo en la dieta. Plantas aromáticas Para darle sabor a los “palitos” se utilizaron hierbas aromáticas de uso en México como el eneldo Anethum graveolens L. (Fam umbelíferas), Albahaca Ocimun basilicum L. (Fam. Labiadas), Tomillo Thymus vulgaris L. (Fam. Labiadas), Epazote, Teloxis ambrosioides (Enciso 1999). Además chile, cebolla y ajo. Cebada La cebada cultivada (Hordeum vulgare) desciende de la cebada silvestre (Hordeum spontaneum), la cual crece en el Oriente Medio Desde el antiguo Egipto se cultivaba la cebada y fue importante para su desarrollo. La cebada también fue conocida por los griegos y los romanos, quienes la utilizaban para elaborar un pan y era la base de alimentación para los gladiadores romanos. Harina de cebada: El grano de cebada contiene gluten en poca cantidad y ello hace que sea una harina dura de subir cuando se hace pan y repostería (Sisa 2008). El beta glucano es un azúcar complejo tipo fibra (polisacárido), que se encuentra en la pared celular de la levadura, la avena y la fibra de cebada, así como en muchos hongos medicinales, como el maitake (Grifola frondosa). En su estado natural, las levaduras y los hongos contienen una mezcla de beta-1,3-glucano y beta-1,6-glucano. La avena y la cebada contienen una mezcla de beta-1,3-glucano y beta-1,4-glucano. Además del beta-1,3-glucano purificado de estas fuentes, hay productos derivados de levaduras que indican beta-1,3/1,6-glucano y derivados de la avena con beta-1,3/1,4-glucano. Se han observado propiedades similares idénticas) de los extractos enriquecidos en beta glucano y el beta glucano purificado de la avena, la levadura y los hongos. (www.healthnotes.com, 2004).

METODOLOGÍA Se utilizaron harina de trigo refinada e integral, harina de cebada, levadura, azúcar, leche, aceite, margarina, sal, polvos de ajo, agua potable, condimentos como eneldo en polvo, epazote, cebolla fresca, chile serrano fresco, de adquisición en el mercado local. La cebada empleada se obtuvo de los campos de cultivo de la División de Ciencias de la vida, Irapuato Gto, a cargo del Dr. Anatoly Boradorenko. El nopal fresco Opunntia amyclaea T. se obtuvo de los campos de cultivo de la División de Ciencias de la vida, Irapuato Gto. El tamaño de las pencas del nopal seleccionadas fue de 18 a 20 cm. de longitud. Elaboración de los palitos En la Tabla 1 se presentan las formulaciones para los palitos. Procedimiento: Se pesan los ingredientes, Se ciernen la(s) harina(s), la leche en polvo, la levadura, el azúcar, sal, tres veces. Se le agrega el agua poco a poco. Se muele el nopal fresco y troceado en la licuadora. Se le agrega el nopal molido y el aceite a la masa; se le sigue agregando el agua, hasta completar la cantidad respectiva de cada formula. Se sigue amasando. Agregar los ingredientes restantes, dependiendo de la formula que se trate. Para el caso de la cebolla y el chile

serrano cortar en trozos muy pequeños Después de incorporar el total de ingredientes, amasar hasta lograr una pieza manejable. Extender la masa en la mesa previamente limpia y desinfectada, cortar con un cuchillo aproximadamente de10 a 13 cm. de longitud de manera que se pueda formar un palito. Colocar los palitos en las charolas limpias, previamente engrasadas y con harina. Meter las charolas y hornear a 180 ± 5 ºC durante 10 a 15 min. Dejar enfriar y empacar. Evaluación sensorial La evaluación sensorial se realizó con los asistentes a un servicio dominical en una iglesia cristiana, se hicieron 60 evaluaciones con jueces no entrenados de diversas edades. Se utilizó una escala hedónica de 1(Desagrada muchísimo) a 9 (Gusta muchísimo) (Pedrero y Pangborn 1989). Análisis químico. Se determinó la humedad (935.29), contenido de proteína (NX6.25) (978.04), lípidos (920.39), fibra cruda (962.09), cenizas (923.03), los carbohidratos se calcularon por diferencia, fibra dietética total ( 985.29), se cuantificó además el calcio (927.02) (AOAC, 1990). Partiendo del análisis químico proximal, se calculó el contenido energético multiplicando el contenido de proteínas e hidratos de carbono x 4 y los lípidos x 9 (NOM 051, 1994.). Tabla 1. Formulación de palitos con cebada y nopal. (g/100g) Ingredientes F1 % F2 % F3 % Harina de trigo 19 20 19 Harina de trigo integral Harina de cebada Chía 2 1 Nopal fresco 5 5 6 Leche en polvo Levadura 0.2 0.2 0.2 Azúcar 1 1 1 Aceite 1 1 1 Sal 0.4 0.4 0.4 Agua potable 6.5 6.5 6.5 Ajo en polvo 0.05 0.05 Plantas 0.15 aromáticas Eneldo en polvo Cebolla fresca Chile serrano 0.3 0.3 0.3 Diseño de experimento y Análisis estadístico.

F4% 18.6

F5% 16

F6% -

-

4

16 4

5 0.30

1 6 0.30

5 0.30

1 1 0.4 10 -

1 1 0.4 12 0.05 -

1 1 0.4 6 0.50 -

0.1

.

-

-

0.3

1 0.3

Se hizo un diseño completamente aleatorio para 6 tratamientos, con 3 repeticiones. Las variables estudiadas fueron: cada una de las determinaciones del análisis proximal y sensorial. Se llevó a cabo el análisis de varianza. Para el procedimiento de datos se uso el paquete Statgraphics Plus for Windows, versión 2.1. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Análisis químico del nopal Los valores presentados en la Tabla 2, son similares a los de la literatura aunque las diferencias en humedad, y proteína se explican porque dependen de la madurez, entre más joven es el nopal mayor es el contenido de proteína y menor el de fibra, en este caso el contenido de fibra fue elevado porque los nopales estaban maduros. Tabla 2. Resultados del análisis químico del nopal Opuntia amyclaea tenore (g/100g) Determinación

Peso fresco

Peso seco

Humedad Materia seca Cenizas

91.2496 ± 0.1171 ______________ 1.6815 ± 0.0131

_____________ 8.7504 ± 0.1170 19.2181 ± 0.2157

Proteína

0.3837± 0.0262

4.3846 ± 0.2816

Lípidos

0.3471 ± 0.0143

3.9681 ± 0.2080

Fibra cruda

0.0380 ± 0.0017

0.4344 ± 0.0161

Fibra dietética Calcio Hidratos de carbono

0.5696 ± 0.0126 6.3149 ± 0.0472

6.5096 ± 0.0857 72.1712 ±0.4281

Análisis químico de la harina de cebada Esta especie se caracteriza por su alto contenido de proteína 14.56 % comparada con otras especies de cebada (perla ) que tienen entre 9 - 9.5 %( Hernández, Chávez, Bourges,1983), de 8.2 - 11.6% (Badui, 2006). Además es relevante el alto contenido de fibra dietética total, 60.40 % en peso húmedo. Tabla 3. Análisis químico de la cebada (g/100 g ) Determinación Peso húmedo Humedad 3.3973 Materia seca ---------------------------Cenizas 1.7198 Proteína 14.5637 Lípidos 8.5907 Fibra dietética 60.40 Calcio 0.2488

Peso seco ---------------------------96.6027 1.7803 15.0759 8.8928 62.65 0.2575

Los resultados de la evaluación sensorial presentados en la Tabla 4, denotan una buena aceptación de las botanas. La fórmula 5 que tenía más nopal fue la menos aceptada.

Tabla 4. Resultados de la evaluación sensorial Medición F1 F2 F3 Sabor 6.55ab 6.70a 6.66ab

F4 6.96a

F5 5.65c

F6 6.00bc

Análisis químico de los “palitos” En la Tabla 5 se presentan los resultados del análisis químico de las botanas, se observa que el contenido de humedad oscila entre 3.67 y 7.35 % estos valores están dentro de la NMX-006-983 Alimentos. Para galletas en donde se recomiendan valores del 6 al 8% y la NOM-147-SSA-1996; especificando el límite máximo de humedad del 15%. Las proteínas (N x 6.25) variaron de 13.58 -18.18 g/100, este nutrimento es muy importante en la dieta y 100g de este producto aportarían del 18.10 a 24.24 % de la recomendación diaria (75g/día), los principales ingredientes proteicos fueron la harina de cebada y la leche. Estos valores duplican a los de los “palitos” comerciales que contienen aproximadamente 8 %; por esta razón los productos desarrollados en este trabajo se pueden recomendar para el consumo de los niños escolares. Los mayores contenidos de proteína fueron para las formulaciones con leche y cebada. El contenido de minerales, se refleja en las cenizas que variaron de 1.96 a 2.77 %. El calcio es uno de los principales componentes de esta fracción, con valores entre 0.1107 a 0.2337 %, que cubriría entre el 11.07 y el 23.37 % de la IDR si se considera (1000 mg/día), es importante recordar que se ha demostrado que el calcio del nopal es biodisponible (Rojas y col. 2006). El contenido de grasa estuvo entre 6.28% a 10.83 %, los Palitos integrales comerciales contienen aproximadamente 9%. La fibra cruda oscilo entre 0.73 a 3.32 en esta fracción se considera sólo la celulosa y la lignina por esta razón los valores son bajos, en tanto que, la fibra dietética total osciló de 2.99 a 11.94% mostrando valores altos comparados con los comerciales que contienen 2.5. La fórmula que contiene 11.94% de FDT, es porque en su elaboración se empleó harina de trigo integral y de cebada. Finalmente el contenido energético total osciló entre 310.34 y 346.16 kcal por 100g del producto, esta energía proviene principalmente de los hidratos de carbono y de la proteína ya que son bajos en grasa. Los hidratos de carbono disponibles se refieren a los hidratos de carbono totales menos la FDT, por lo que químicamente son almidones y azúcares principalmente. De la Tabla 6 que presenta el análisis estadístico se puede deducir que la fórmula 6 es la que tuvo un mayor contenido de proteína y fue diferente estadísticamente p